电极

这项研究为高性能超级电容器电极的设计和制造提供了新的思路。通过创新的材料组合和先进的3D打印技术，实现了电极性能的显著提升。这不仅推动了能源存储技术的发展，也为其他功能材料的3D打印制造开辟了新的可能性。

2021年，吴思达带领团队创立了天津市新碳烯能新材料科技有限公司，她担任总经理，致力于将先进碳材料的研究成果推向市场。团队在国际上首创的“低温负压化学解理石墨烯制备方法”，成功破解了传统制备工艺瓶颈，加速石墨烯材料的量产进程。在此基础上，吴思达所在团队还研发出高通量新型碳基过滤材料。这一创新突破了传统活性炭材料“高性能必然大体积、多孔必然不导电”的局限，为超级电容器和复合水体净化等应用领域带来新的可能，实现高端活性炭材料的国产化替代。

研究了通过闪蒸焦耳加热（FJH）技术快速制备高性能石墨烯基超级电容器电极的方法，展示了该技术在实现少层石墨烯的高效合成和显著提升电极电化学性能方面的潜力。

在本研究中，将MXene掺入聚酰亚胺前体溶液中，得到MXene混合聚酰亚胺薄膜。利用飞秒激光直写工艺，制备了嵌入MXene晶格的多孔石墨烯。利用飞秒激光的低热影响，成功通过在聚合物薄膜上直接激光写入制备了最小线宽为1 µm的飞秒激光诱导MXene复合石墨烯（LIMG）。这种独特的前体掺杂技术使MXene能够在LIG的晶格内均匀掺杂，为载流子在缺陷密布的LIG晶格中的传输创造了稳定的环境。与原始LIG相比，LIMG显示出增强的载流子迁移率和显著改善的电导率，提高了两个数量级，达到3187 Sm−1。

在设计神经义肢时，电极必须足够小，以便具有选择性，只与神经中数量较少的轴突发生电相互作用。因此，尽管电极通常由金、铂或氧化铱等金属制成，但仍有必要找到导电能力更强、电极触点更小的其他材料。这就是石墨烯及其衍生物发挥作用的地方；它们出色的电气特性使得新一代微电极得以开发。

由于难以获得高孔隙率、材料层的致密堆积以及具有低离子传输电阻的高离子可及表面积，这也限制了将该技术集成到用于解剖一致界面的密集阵列中。有鉴于此，作者设计提出了一种基于石墨烯的薄膜电极材料（用于神经接口的工程石墨烯（EGNITE））和用于高空间分辨率神经记录和刺激的柔性微电极阵列的晶圆级制造工艺。

新开发的神经植入物克服了目前技术的局限性。它由一条薄而透明的柔性聚合物条组成，并贴合于大脑表面。其中嵌入了由微小的圆形石墨烯电极组成的高密度阵列。每个电极的直径为20微米，由一根微米细的石墨烯导线连接到电路板上。

EnyGy 公司的石墨烯是通过一种低成本、已获专利的专有工艺制造而成，可保持较高的导电性和导热性。enyGy公司的纳米材料技术创新使石墨烯的使用具有经济和商业可行性。值得注意的是，enyGy 能够在不影响功率密度优势（能够在短时间内释放和接受大量能量，从而实现快速充电）的情况下实现这一目标。